摘要：随着经济和科技水平的快速发展，电力行业发展也十分快速。变电站是维护电力系统高效运转的核心因素，涉及诸多设备类型，对电能的有效配送意义重大。基于新的发展时期，面对社会用电需求的持续上升，变电站面临新的挑战，因此，自动化与安全运行成为重点，是保证整个系统稳定运行的关键。
关键词：智能变电站；电气自动化；应用
引言
变电站在国家发展的进程中发挥着重要作用。为解决目前变电站发展中遇到的问题，分析、探讨了电气自动化技术对变电站的发展影响。通过探究智能变电站接入系统方案和电气自动化主变压器接地方式，分析电气自动化技术对智能变电站的主要影响，并探讨电气自动化在智能变电站发展中的应用。
1电气自动化系统结构
现代电力系统构建的目的是为用户提供高质量、高稳定性的电能。供电可靠性一直是电力企业不断追求的目标，考虑到变电站运行维护的经济性和可靠性，通常都采用电气自动化控制模式。这样方便了系统运行人员完成倒闸操作等一系列工作，同时也实现了变电站自身的自我保护，从而将风险管控降到最低，保证了变电站安全稳定高效运行。目前国内在运的变电站大多为综自变电站，近年来电力企业兴建了很多智能站。从设备层面看智能站采用了很多新型设备，比如：合并单元、智能终端、电子式电压互感器和电子式电流互感器。综自站和智能站的电气自动化系统配置结构大同小异。二者相同点是都是由后台监控机和远控调度通过以太网络连接保护装置和测控装置，不同点是综自站采用电力电缆连接测保装置与一次设备，而智能站则引入了智能终端和合并单元。测保装置通过ＧＯＯＳＥ网实现与智能终端之间的连接，通过ＳＶ网实现与互感器之间的连接。智能终端与开关设备之间通过电力电缆连接，实现对开关设备的控制以及完成设备量的采集。
2使用优势
电力系统应用电气自动化技术，具有多种优势。将PLC技术运用于电力系统，可以进行数据的采集、整合、分析和传输等，可以提高工作效率；同时，借助PLC技术，还能将电力系统不同工作进行有效控制和协调，更好地提升电力系统运行效率。目前PLC系统中广泛使用辅助性继电器，和传统电力系统使用导线连接的方式相比，PLC系统具有严格的逻辑关系，提升了工作效率。原因是，继电器节点改变时间缩短，可以极大提升电力系统可靠性。
3智能变电站接入系统方案设计
智能变电站的研究离不开电子自动化技术。变电站物质的属性电量及负荷一般需要汇入地下，防止伤害工人。智能变电站有效接地方案中，如果变电站的单一电极接地处发生故障，此时变电站的接地电压相对为零，三相线电压不变，非故障相对地电压而言将升高万倍。考虑到经济性和可靠性，电子自动化技术变压器运作过程中，中性点不直接接地，具体操作如图1所示。它具有如下三方面优势。第一，可以采集整理变电站的数据，且得到的电力数据是多路电压同步采集的数据和电流瞬时值。第二，电子自动化技术采集变电站数据后，能够处理数据，使其转换成变电站接地系统更容易识别的标准格式。第三，将变电站带电物质的属性和负荷传入监控系统。利用自动化采集监控变电站，实现变电站接地系统的智能化。智能变电站接入系统方案的优势主要在于可以直接采集变电站的电压、电流瞬时数据，且自动化接入系统中的最佳配合接口——电子互感器接口。通过配合，自动化接入可以直接通过光纤实时接收变电站传感器输出的采样报文。如果接入采集的数据有失真或失步现象，转成数字数据传送后会干扰监测保护设备的判断，从而产生错误动作。此时，自动化应具有判别失效信号的能力，同时记录故障数据，确保数据传送更加真实有效，且输出的采样信息可保证数据的有效性和整体的采样响应延时等。
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4变电站自动化技术的应用
电力系统自动化技术在电力系统中普遍使用的一种技术是变电站自动化技术。根据我国发展情况和变电站建设项目的情况可以发现，进行小范围的变电优化不能解决电力系统中存在的大部分问题，要求进行严格的变电运行监管，确保电力项目按照进度进行。将电气自动化技术引入工程施工过程中，可以使变电站工作效率获得提升。在这种情况下，借助计算机技术可以实现变电站自动化改造。变电站自动化改造是非常重要的，变电站运行中应用计算机技术，在执行中，可以实现二次设备的现代化和集成化操作，可以把光纤替代成信号电缆。进行变电站自动化改造，可以实现变电站管理和记录工作的统一进行，更好的保持电力系统运行稳定。
5变电站电气自动化发展方向的分析
5.1基于整体框架，全面了解变电站硬件类型，强化系统运行的监督与管控
立足变电站整体架构，其硬件设置的分析主要是对硬件配置进行全面了解。具体讲，在站控层，其主要包含的硬件设备有服务器、报警器以及监控机等；在网络层，硬件内容有交换机、光缆以及光纤接口盒等；中间层的硬件以电能采集装置、开关柜以及相关保护装置等为主。在硬件设施的支持下，能够进行数据的高效传输。基于数据传输的基本原理，主要是以网络层通信光缆为依托，实现双以太网传递目的，维护电力安全运行。只有依靠科学的二次设备硬件设计，才能增强对一次设备的监督控制，为安全性奠定坚实基础。
5.2软件设计
实现自动化的关键在于软件设计，而软件设计需要有硬件设备作为基础，从而保证整个电力运行的稳定。首先基于功能模块设计，通过这种设计A/D采集与计算机处理基本可以实现，可以将常规采集内容分析为可识别的信号，借助功能模块，并且还能通过分析信号，帮助进行系统决策，可以对信号作出隔离或者分辨；其次是A/D采集，可以用计算机分析数据，并保存内容，分类数据，在后期工作中使数据可以随时查询、随时应用，还能将人机交互实现，在线进行数据相关操作。最后开关量的输入与输出，实现信号的输入与输出，识别档位信号。需要额外注意电能计量，保证实时工作，数据统计更为方便。
5.3依托分层分布式结构，构建变电站整体框架
对于变电站，其总体框架的设计模式为分层分布式结构，主要涉及三个部分的内容，即站控层、网络层以及间隔层。具体讲，对于间隔层，其主要依托传感层，实现对变电站内一次设备运行数据的全面收集与分析，以此为依据，进行相关指令的执行与传达，实现对一次设备的有力防护，达到控制管理的目的；对于网络层，以工业以太网为支撑，以传输为目的，传输速率超高，是变电站运输的基础。站控层是整体框架的中心，作用是实现对变电站所有电力设备运行的全面监控与管理，涉及报警、指令执行等。
结语
我国人口众多，且对电力的需求日益增多。因此，需要电气自动化技术融入电力生产中，使变电所具备智能化功能，进而推动电力事业的发展。因为我国资源分布不均匀，电力结构和重要物质负荷之间距离过大，影响变电站的智能化。所以，需充分利用电气自动化，将能源预测及属性分析放在首位，以降低电力输送时间，加强输送效率，加快社会发展。
参考文献：
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[4]吴志锋.变电站电气自动化与电力安全运行研究[J].电子技术与软件工程，2016（02）：153.
论文作者:魏凯
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/3/26
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